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【關鍵詞】機械工程控制基礎 教學 案例法
【基金項目】本研究得到了內蒙古科技大學教改項目的資助。
【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）09-0252-01
機械工程控制基礎是機械類本科專業必修的一門的專業技術基礎課，是自動控制在以機械工程為研究對象的分支學科。課程的主要內容是在闡明機械工程控制論的基本概念、基本知識與基本方法的基礎上， 緊密結合機械工程實際， 研究機械系統及其輸入、輸出三者之間的動態關系。機械工程控制基礎研究的問題帶有普遍性，對工程實踐具有重要的指導意義，該課程的開設對培養學生運用控制原理的基本方法，提高分析和解決各種工程問題的能力奠定扎實的理論基礎；并為后續的機械類相關課程的學習，如測試技術、數控機床、機電一體化系統設計等打下一定的理論基礎。
但是，機械工程控制基礎作為一門技術基礎課程，具有內容抽象、概括性強、涉及知識范圍廣， 對數學、力學、電學、計算機等學科知識要求高的特點，在實施這門課程的教學中由于該門課程比較抽象，學生的學習熱情不高，學習效果也不理想，甚至產生厭學的情緒。從而影響到該課程的教學質量；同時，導致學生知識體系鏈中出現斷鏈，制約其整個知識結構的完整建立。因此，課程的特點決定了教學不能單純的采用從書本到書本、從理論到理論的方式， 而應采用貼近生產實踐、具有生動性和可操作性、能夠系統培養學生思考問題和解決實際問題能力的教學模式。而案例教學法經過不斷的完善，已被廣泛用于其他學科，如醫學、經濟學、管理學、社會學等，是一種深受學生歡迎的教學方法。本文針對機械工程控制基礎課程特點、現有教學情況，結合案例教學法的優點，首次提出了案例教學法在該課程應用，以達到良好教學效果的目的。
1.案例教學法介紹
案例也稱為個案、個例、事例或實例，最早屬于醫學領域，后來廣泛運用于法學、軍事學、教育學、管理學等學科。案例教學法是19 世紀70 年代美國哈佛大學法學院院長Langclell首創的。他編著的《合同法案例》是世界上第一本案例教學法的教科書。20 世紀20 年代，哈佛商學院開始運用案例教學法。哈佛商學院院長 華萊士于1921 年出版了第一本案例集。案例教學法在培養學生的創新思維習慣；收集處理信息、獲取新知識的能力；特別是觀察、分析和解決實際問題的能力等方面，有著其他教學方法不可取代的優勢。
案例教學法在20 世紀初，被運用于商業和企業管理學。在諸多的案例教學法中，哈佛商學院在全世界范圍內享有盛名，該學院通過使用案例教學法為社會培養了大量杰出的工商界驕子，美國500 家最大財團的決策經理中，2/3是哈佛商學院的畢業生，因此使得案例教學法成為一種風靡全球的、被認為是代表未來教育方向的成功教育模式。目前，案例教學法作為一種新型的教學方法不僅已遍及美國，也早已波及美國以外的其他國家。我國的案例教學也有了20 年歷史，對我國高校教育思想和教學方法的全面改革有著重要啟示和推動作用。
在國內，案例教學雖然已被越來越多的人所接受，并列入了各高校的教學改革計劃，尤其是在一些法學、工商管理類高校已經開始廣泛運用。
2.機械工程控制基礎教學過程中案例教學法的應用
學生從書本上獲得的知識是間接的、抽象的，運用這些理論解決生產實際問題是我們的最終目的，也是檢驗學生基本功的根本途徑。機械工程控制基礎課程的教學目標是掌握控制理論并學會如何應用該理論一步一步解決實際控制問題。而課程內容抽象、知識范圍廣、理論性較強，且老師在教學的過程中往往也會重理論概念而輕視理論與實踐的聯系，使得學生課上聽懂而課下不會做題，不能解決實際問題，造成學生學習熱情不高，甚至產生厭學情緒。
案例教學法的引入恰好可以解決以上兩個問題。
首先，案例教學法的引入可以直觀的展現課程的理論內容與工程實際的關系，避免學生茫然的學習理論，使學生聽起來形象，易于接受，知道理論內容在工程實際中怎么用，對課程的重要性有一個認識，從而解決學生對課程的抵觸情緒。
其次，為了使學生更系統地學習理論知識，在授課中精心組織一些循序漸近的學習示例，比如將運動中汽車通過建模，變成課本上學生熟悉的質量、阻尼、彈簧系統，將這個案例貫穿與各章教學的始終，通過一個完整的示例，將自動控制原理的基本概念、基本組成、時域與頻域數學模型的建立、系統穩定性、快速性和準確性的分析、系統綜合與校正等各部分理論知識與解決實際問題聯系起來，一步一步揭示了如何進行控制系統的分析和設計， 這有利于幫助學生對前面各章講解的各個知識點的深入理解和掌握，從而系統學習控制理論，建立系統工程概念，提高應用控制理論設計實際控制系統的能力， 通過這些示例將經典控制理論的基本內容系統起來，有助于更進一步地理解控制理論在實際工程上的應用， 所以，結合具體示例可以加深學生對書本知識的理解，培養學生分析問題和解決問題的能力。
3.結論
在機械工程控制基礎課程教學中， 科學的選用案例教學方法， 可以彌補傳統教學模式的不足， 有利于學生實踐能力和創新能力的提高。可以激發學生解決實際問題的興趣和求知的欲望， 充分調動學生的積極性和主動性， 使其自主鉆研分析， 解決問題， 從而達到知識掌握和能力提高的雙重目的。
參考文獻：
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[2]李明，案例教學法在工程管理專業教學中的應用，[J]，石家莊鐵道學院學報（ 社會科學版），2009，3（3），99-102
[關鍵詞]控制工程；工程教育論證；課程融合；教學改革
1《控制工程基礎》課程教學改革的必要性
《控制工程基礎》是機械類專業必修的一門專業基礎課程。它把控制論融入到機械工程領域，培養學生運用控制理論的基本原理來解決機械工程中實際問題的一門學科。該課程在整個專業課程中起到了一個承前啟后的作用，是為日后學生成為工程測試人員必備的骨干課程。《控制工程基礎》在介紹控制理論的基本原理和基本概念的同時，以機械系統、電網絡系統為背景，闡明了控制理論在工程中的應用。《控制工程基礎》作為一門機械類專業的技術基礎課程在各理工科高校中廣泛開設，為進一步提高工程教育質量，開展工程教育專業認證工作，把培養目標和畢業出口要求作為導向，專業課程體系設置、師資隊伍配備、辦學條件配置等都圍繞學生畢業能力達成這一核心任務展開，并建立專業持續改進機制以保證專業教育質量和專業教育活力。
2教學改革的舉措
2.1根據工程教育論證的評價體系修訂課程的教學目標
本課程是學生畢業后從事機械工程控制必備的基礎知識，對照工程教育論證的評價體系學生畢業時應該具備的知識、能力、素質，修訂和完善本課程的教學目標如下：掌握控制理論的基本概念及有關基本術語和定義，理解機械控制工程研究的對象和研究方法，具備將控制工程基礎理論知識應用于機械工程領域復雜工程問題的描述和解釋的能力；掌握經典控制論的基本原理、基本方法，訓練分析研究機械工程中有關信息的傳遞、反饋及控制的能力；培養一般控制系統的分析和設計能力，并具備通過文獻查閱、分析或實驗、實踐等手段對不同系統方案的合理性與局限性作出客觀比較與評價的能力；掌握常用的機電一體化的新技術和新方法，具備確定設計目標和任務的分析能力
2.2明確教學主線
教學過程中一定要抓住“建立控制系統的動態數學模型，分析其穩定性、準確性、快速性”這條教學主線，明確課程內容主要講授的6個章節及其相互間的關聯性，讓學生把抽象復雜的聯系起來形成以下共識：緒論是讓學生對控制系統有一個整體認識；控制系統的數學模型建立，運用動力學、電學及專業知識，建立機械系統、電網絡的微分方程、傳遞函數與系統方框圖；時域分析是研究控制系統性能的一種方法，運用傳遞函數求解系統在某一信號作用下的輸出響應，計算和分析其性能指標；頻域分析是研究控制系統性能的另一種方法，令傳遞函數中的s=jω，則系統可在頻率域內分析，繪制奈奎斯特圖和Bode圖，分析系統性能；穩定性分析是研究控制系統的首要條件，利用傳遞函數的系數、奈奎斯特圖和Bode圖都可判斷系統穩定性；誤差分析是研究控制系統的準確性，理清誤差與偏差的關系，系統在各種信號作用下的穩態誤差的分析與計算。
2.3優化教學內容
課程教學內容的優化緊密圍繞本課程的教學目標和教學要求，要正確處理好學時少、內容多、基本要求不能降低的矛盾。在課程內容組織上循序漸進，逐步深化，突出講解控制理論基本概念、系統數學建模、時域響應分析、頻率特性分析、系統穩定性分析及系統誤差分析等重點部分。教學中緊密聯系工程生產實際，側重講解基本規律的理解、應用及其相互聯系，減少一些定理和公式的詳細推演，或把復雜抽象的公式及推理，換成簡單易懂的案例表述，便于學生理解和接收，比如講解勞斯判據是基于特征方程式的根和系數關系建立時，以方程x2+3x+2=0為例更易讓學生理解。將MATLAB、Simulink應用于《控制工程基礎》課程教學中，在教學穿插演示二階系統的響應分析、系統的穩定性分析、奈奎斯特圖、Bode圖、SIMULINK仿真。
2.4與其他課程教學融合
在課程教學中，積極與機械專業其他任課老師溝通，尋求其他課程中與控制相關能擴展的內容，采用課程間的互相融合教學，實現課程之間的相關銜接。讓學生拓寬思維，積極思考，把專業的各課程相互聯系起來，形成實際工程的完整體系，提高綜合應用能力。
2.5改革課程考核體系
考核方式采用平時成績和課程考試相結合的形式對學生課程成績進行綜合評定。平時成績占30%包括課程作業和小論文情況，課程作業考核學生對每節課知識點的復習、理解和掌握程度。小論文分析行業前沿發展，查閱文獻資料、整理、分析比較，主題部分引用和評述代表性強、具有科學性和創造性的文獻。考試占70%，題型主要以客觀題、分析題、計算題、作圖題、綜合題為主。
3結語
關鍵詞：CAD技術；機械工程設計；發展與應用
0.引言
近些年來，計算機技術和電子技術的發展步伐越來越快，各種高新技術逐漸應用于社會各行各業中，對社會各行業的發展起到了巨大的推動作用。在計算機技術和電子技術急劇發展的背景下，CAD技術應運而生，經過不斷的發展和完善，其功能也越來越全，已經廣泛地應用在機械制造、建筑設計、汽車行業等領域中，特別是在機械工程設計領域，CAD技術的出現和應用，為設計人員帶來了極大的便利，促進了行業領域的快速發展。
1.CAD技術的基本概述
何為CAD？所謂CAD，是計算機輔助設計的英文簡稱。CAD技術指的是在設計過程中，利用計算機作為工具，幫助設計師進行設計的一切實用技術的總和。當前，CAD技術具有極其廣泛的應用領域，如三維幾何圖形體的建模、建筑結構設計、機械工程設計等，CAD技術都發揮著極其重要的作用。
CAD技術起源于上個世紀60年代，受到計算機技術發展的影響，直到70年代，其發展速度仍舊比較緩慢。進入80年代之后，隨著計算機技術的迅猛發展，CAD技術水平也得到了飛快的提升，逐漸進入實用化階段，并開始應用于各領域中。我國對于CAD技術的應用推廣開始于20世紀70年代末期，經過近40年的發展，我國的CAD技術水平已經達到了一定的高度，出現了中望CAD為代表的國產CAD軟件群體。
2.CAD技術在機械工程O計中的發展
CAD技術一直處在不斷的更新當中，并不斷改進和創新，功能逐漸趨于完善。在今后的發展過程中，為了適應時代的發展，CAD技術會朝著標準化、智能化、集成化以及虛擬化的方向不斷發展。
2.1CAD技術的標準化發展
CAD技術軟件不斷涌現，常見的如Auto CAD、UG、Pro/Engineer等。各種軟件利用自身獨特的優勢吸引著各層面的用戶群，但是各軟件之間的相容性和兼容性并不高，這在一定程度上限制了機械工程設計領域的內部交流，影響了CAD技術資源的開發和共享。鑒于該種情況的存在，要想有所突破就應當實現CAD軟件數據模型與交換資源格式的標準化，這樣就能夠讓使用不同CAD軟件的用戶進行信息交流，有利于機械工程設計水平的提升。
2.2CAD技術的集成化發展
現階段，機械工程設計中，各種高新技術不斷應用于其中，有點“各自為戰”的味道，在機械工程設計行業不斷發展的背景下，這些單純的CAD技術無法滿足行業發展的需要，CAD技術必須要集工程分析、工藝分析、產品制造等功能于一身，滿足機械工程設計行業的發展要求，讓整個設計工作的開展更加簡單、更加快速。就當前CAD技術發展的情況來看，不少軟件已經具備了一定的集成功能，CAD技術的集成發展，有利于工作效率的提升。
2.3CAD技術的智能化發展
CAD技術的智能化是一種必然趨勢，CAD技術智能化的實現，能夠使得設計人員擺脫傳統設計方法的束縛。在進行機械產品模型設計的時候，可以通過特征造型與參數的設計，最大限度的使得設計人員思維的自由發揮，無需對其內在聯系加以考慮，減少設計人員的工作量，保證產品設計的可行性。以三維CAD軟件為例，在進行產品設計時，設計人員可以直觀地觀察設計的產品，及時發現不足之處，有利于產品性能的改善和創新。
2.4CAD的虛擬化發展
何為虛擬技術？所謂虛擬技術簡言之就是建筑設計人員在虛擬環境下進行產品的創造，同時以模擬操作的形式對產品的質量、結構等方面的內容進行檢驗。虛擬技術的出現，最大的一個特點就是不再需要對原產品進行檢測評估，而是對模擬模型進行測試和優化。虛擬技術的應用，已經解決了很多機械工程設計中存在的問題，減少了不必要的浪費，降低了工程建設成本。現階段，CAD技術已經運用了新型技術，虛擬技術就是其中之一，隨著虛擬技術的應用越來越廣，該技術在不久的將來定將得到更加廣泛的應用。
2.5CAD技術的網絡化發展
隨著社會經濟的快速發展，科學技術水平的不斷提升，計算機技術和電子商務技術也獲得了快速發展，在這樣的大背景下，CAD技術的網絡化趨勢不可避免。CAD技術的網絡化主要有兩點優勢：首先，CAD技術的網絡化可以加快產品二維圖紙的傳輸，滿足機械工程設計企業的要求；其次，CAD技術的網絡化能夠通過互聯網好友交流企業的動態三維模型，這種網絡化的協同辦公模式最大限度地節約了企業的運營成本，同時還提升了產品研發的速度，在保證產品質量方面也起到了重要的作用。
3.GAD技術在機械工程設計中的具體應用
3.1計算機輔助繪圖
CAD技術在機械工程設計的應用中，計算機輔助繪圖是最早的應用，同時還是其CAD技術的基本功能。在傳統的手工繪圖中，工作量大，任務繁重，不僅工作效率受到影響，繪制出的圖紙美觀性和質量還不一定合格。通過CAD技術，利用自帶的圖形庫和繪圖命令，能夠提升繪圖的工作效率，還能夠保證繪圖的清晰度和整潔度，確保圖紙的質量在較高水準。
3.2計算機輔助建模
當前，計算機輔助建模在機械工程設計中應用非常頻繁，作用非常顯著。利用三維CAD軟件，設計人員可以直接根據自己的設想構建出產品的立體模型，在規格、尺寸以及結構方面都是真實的，可行性非常高，提升了模型設計的準確性。利用三維CAD軟件進行設計的時候，可以非常直觀地發現原始設計中的不合理之處，三維CAD軟件很好的解決了這一問題，設計人員只要將已經建立好的模型裝配在一起就能夠立刻發現不合理之處，并及時進行改進，極大地提升了設計的效率和質量。
3.3工程分析和結構優化
機械工程設計過程中，需要對產品的力學特征進行分析，同時還需要對產品設計的結構進行優化。在有限元分析、動力學分析理論和實踐不斷發展的前提下，CAD技術的應用也需要隨之發展，在動力分析和結構優化等功能上不斷拓展。如今，已經有大部分的CAD軟件可以提供與ansys等有限元分析軟件的接口，設計師導入產品模型到有限元分析中，可以直接利用三維CAD技術實現，在給定的負載下對產品模型進行工程分析，結合工程分析的結果，對產品結構進行一定的優化。
一、提高對課程的認識,樹立創新教育觀念
材料科學對于科技進步、國防建設和經濟發展都是一個關鍵領域,起著先導和基礎作用,各個行業都離不開材料的研究與應用。例如,在講課中,列舉南京長江大橋、年產30萬噸乙烯工程、大慶和大港油田的建設成就等生動例子,以及在納米材料、超導材料等研究工作中取得的重大成果,結合授課內容,密切聯系我國經濟建設中所取得的成就和科研成果,潛移默化,進行正確的引導,就能讓每個專業的學生認識到這門課程的意義,樹立創新教育觀念,激發學生主動學習的積極性,意識到在信息社會和知識經濟時代創新精神和創新能力的重要性。
二、根據專業特點選擇與更新教學內容,采用啟發滲透式的教學方式
工程材料的課程內容具有基礎性、前沿性和時代性。針對機械類學生,根據他們的專業特點,應合理安排教學內容。
(一)基本理論部分。簡要闡述工程材料學的基本概念和基本理論。
(二)工程材料知識部分。重點介紹常用的鋼鐵材料,包括結構材料、工具材料的成分、組織、性能及其應用知識。如以下一些常用鋼種:碳素工具鋼T8、普通低合金鋼16Mn、彈簧鋼60Si2Mn、軸承鋼GCr9、調質鋼40Cr、高速鋼W6Mo5GrV2、冷模鋼Cr12等。簡要介紹高分子材料、陶瓷材料、復合材料,引入功能材料,納米材料等新材料的內容,擴展學生的材料知識面,培養學生創新意識。
(三)工程材料應用部分。介紹機械零件的失效與選材知識以及工程材料在汽車、機床等領域的應用情況。當前科學技術發展迅速,材料工程和機械工程中新材料、新工藝不斷涌現。教師要及時捕捉這些信息,將新材料、新工藝等前沿知識充實到講課內容中,使學生感到課程內容新穎、有現代氣息。這對培養21世紀社會主義建設事業所需人才無疑有很大益處。采用啟發滲透式相結合的教學方式,在機械工程材料的基本概念與基本理論方面注意概念嚴謹、基礎扎實。在講授基本理論在機械工程材料中的應用方面則注重講解扼要,要求學生有重點、有選擇的自學。從而激發學生強烈的求知欲望和濃厚的學習興趣,產生探索問題的愿望和積極思維的動力。例如,我們在講齒輪材料時提出以下問題,以期達到啟發滲透式的教學效果:1、齒輪工作時受力特點是什么?2、齒輪類零件常見失效形式是什么?3、齒輪材料應具有哪些性能要求?4、機床齒輪和汽車變速箱齒輪的選材有何區別?5、機床齒輪和汽車變速箱齒輪的生產工藝路線是什么?6、生產工藝路線中各熱處理工序的作用是什么?通過類比聯想、循序漸進的啟發滲透,引導學生全面細致地分析問題、解決問題。
三、加強形象化教學,充分利用第二課堂
工程材料的授課過程中要大力開展多媒體教學和網絡教學。多媒體和網絡教學可以清晰描述微觀、動態的變化過程與狀態,顯著加大課堂教學信息量,簡化信息傳輸轉換過程,增加教學內容的趣味性和吸引力,從而顯著提高教學效果與效率。充分利用第二課堂教學。組織學生到相關的工廠、企業參觀,進行現場教學,以增加學生的感性認識。例如,在講熱處理這章時,組織學生到熱處理車間現場參觀,了解淬火、正火、退火、回火,表面熱處理,化學熱處理的工藝過程,這樣學生能把這些名詞牢牢記入腦海里。培養學生提出問題的能力和習慣,要啟發學生多問“為什么”,然后帶著問題有目的地去學習,引導學生的創造性思維。通過組織興趣小組,參與教師的科研等課外學習方式,激發創造精神,強化自己的實踐能力。教師應該適當地對學生的課外學習予以指導,針對其感興趣的研究方向,提供參考書目,引導學生了解最新動態,把握研究方向,與學生之間展開討論,鼓勵學生走出學校,參加各種講座,參與校外組織的相關活動,開闊自己的視野,增加自己的才干,逐步培養自己的研究能力和創新能力。
四、在實驗中培養創新能力
實驗在培養學生創新能力方面能起到非常獨特有效的作用。工程材料課程有較強的實踐性,在課程的教學過程中,要重視學生觀察能力和動手能力的培養,我們在教學中安排了多種形式不同層次的實驗。一是基本技能性實驗。如金屬材料的硬度和沖擊韌性測定、鐵碳合金平衡組織顯微鏡觀察和碳鋼的熱處理及熱處理后的顯微組織觀察,由實驗教師操作演示,最后由學生結合實驗CAI課件獨立完成實驗。二是綜合性實驗。如分別對20鋼、45鋼和T10鋼進行完全退火處理,觀察并畫出顯微組織,測出其硬度,要求學生實驗前編制一套完整的實驗方案,包括具體的工藝參數和詳細的實驗步驟(需查找相關資料),經實驗教師審查通過后開始。三是研究性實驗。例如研究與分析不同晶粒度的金屬(低碳鋼和鋁)經不同程度拉伸變形后,在回復和再結晶的過程中,其組織與性能的變化情況。本類實驗,教師只需要提出問題,整個實驗方案由學生自主討論決定。通過多種形式的實驗,有效鍛煉了學生自主獲取知識和綜合應用知識的能力,提高了分析和解決問題的能力,充分發揮了學生的主動性和創造性,實踐動手能力大為增強,創新意識和創新能力得到了培養和提高。
五、課堂討論的開展
工程材料課程包括三個主要環節:課堂教學、金相實驗、課堂討論。課堂討論是教學工作中的一個重要環節,通過對講課中的一些重點和難點的討論,進一步掌握本課程的重點、基本概念和基本理論。課堂討論共有三次:鐵碳相圖、鋼的熱處理和選材及熱處理工藝分析。以第三次討論選材及熱處理工藝分析為例。高質量機械產品的獲得,應以設計為主導,材料為基礎,而熱處理則是關鍵。此次課程討論是本課程內容在機械產品設計和制造中的應用。對于不同的機械專業,典型零件的選擇可以各不相同,有所側重。在一般機械制造和設計中,大量遇到的是齒輪類和軸類零件,這些零件在選材和熱處理工藝上有較大的代表性。我們以機床齒輪、汽車—拖拉機齒輪、機床主軸和汽車內燃機曲軸等零件的選材及熱處理為例,討論步驟包括四部分內容:1、根據工作條件和使用性能進行選材;2、工藝路線分析;3、熱處理工序作用;4、熱處理工藝及達到的組織和性能。這三次課堂討論不僅是對整個教學內容的概括、總結和應用,而且集中體現了該課程的主要教學目標和要求。也就是通過該課程的學習,使學生了解在機械產品的生產過程中,優良設計、優質材料和高質量熱處理對提高機械產品質量的重要意義,并使學生進一步掌握和應用這方面的知識和技能。為此我們不應該把這三次課堂討論看成可有可無,當作一般階段小結來對待,必須認真對課堂討論內容進行合理的組織,這是搞好討論課的關鍵所在。通過思考分析、獲取信息、發現問題,并運用學過的知識和技能來解決問題。在解決問題的過程中,學生學會了學習、學會發現,學會分析。因此,課堂討論的順利開展能給與學生更多的主動權,能激發學生的求索精神與創新意識。
關鍵詞：CAD技術;機械設計;機械加工;作用
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
引言
隨著計算機技術在機械工程設計中的應用，計算機輔助設計（CAD）逐漸替代了傳統的機械設計方法。而CAD技術自身功能的不斷發展和方向也對現代機械工程設計產生了巨大的影響。由于其在機械工程設計中應用的廣度和深度也不斷擴大，掌握CAD技術已經成為現代機械科研人員必備的專業素質。
一、 CAD技術的基本概念與功能
1、CAD技術的概念
CAD技術其實指使用者利用計算機的軟件以及硬件系統對產品還有工程進行設計、繪圖并且輔助工程分析與技術文檔編制應用技術的全稱。CAD結合了人和機械最優特性，將兩者聯系起來進行共同設計，是新時代的潮流設計方法。這個設計過程就是利用人的判斷能力還有經驗來控制。整個控制過程是通過人機交流或圖形變換的方式進行，使信息在人與計算機之間進行傳遞，并進行改進和廢除，從而獲得最佳設計結果。從這里就可以看出，CAD與計算機繪圖還是有區別的，計算機繪圖僅僅是使用圖形軟件和硬件來繪圖和進行標注的一種用來代替繁重的手工制圖的技術，但也屬于CAD的基礎技術之一。CAD技術融入了工程設計的方法和現代計算機科學技術，將兩者有效地結合應用，符合現代產品在速度和質量上更新換代的發展需求，其成為現代機械工程設計和加工中一個重要的組成部分。
2、CAD技術的功能
CAD技術有很實用的計算和分析功能，還有數據管理和交換、以及圖形的處理等很多種功能。CAD技術可以用來對產品進行一般設計以及優化設計方案，使產品更加具有創新性，還可以提高可行性。其利用仿真和動態分析，處理科學計算的機械設計和技術優勢。當數據庫管理時，CAD技術能實現各系統的數據交換和接口功能。并且，CAD技術本身自帶了多種圖像處理功能，如采用CAD技術，構建立體幾何，二維圖形交互和輸入、輸出模擬圖形等功能。除了這些專門的功能，文件制作，編輯文字，軟件設計等與通用的CAD軟件功能一樣。
二、CAD技術在機械設計中的作用
1、 CAD技術在現代機械設計中的作用
（1）減少了設計的工作量和周期。CAD技術在機械設計中將復雜的造型轉化成簡單易識別的幾何圖形，不僅使工作難度大大降低也縮短了設計周期，從而提高了設計與生產的效率。
（2）簡易化零件設計。機械工程CAD技術在實際裝配中可以是新設計的一部分，同時也檢測其他因素周圍的零部件設計的位置和形狀，這種功能保障了新零件和周圍零件的完美精確結合，大大降低了由于零件設計誤差造成的裝配失敗率和錯誤率。
（3）修改方便。在裝配時機械部件要修改時，CAD技術可以用來修改其部分巧妙地完成修改場景的部分，操作非常簡單。
（4）直觀方便裝配零件。CAD可以滲透到零部件的每個內部記錄的裝配系統的關系中，同時能夠迅速找出裝配中發生的錯誤，并使用隱藏功能顯現機械內部的結構。在完成裝配后，更能利用CAD進行模擬演示，檢驗各產品部件是否已達到要求，并及時處理和解決問題，對減少產品的設計報廢率起到了很大程度上的作用。
（5）確保產品設計的質量。采用CAD技術進行加工零件，能很好的保證零部件質量和設計的一致性，因此保障了產品的質量。
2、CAD技術在現代機械設計實踐中的作用
（1）創建一個裝配圖的實體部分。
CAD技術具有表面模型，三種3D模型的狀態，并在一個實體模型的形式建模。在這些中，用系統功能的物理模型提供球體，立方體，錐體，楔形和其他幾何環狀體的三維圖形系統。對于相對簡單的零件，一般先分析其組成，并在體內分解為基本的物理三維建模，然后采用有效的操作，產生了三維實體造型的整體的一部分。相比于簡單的部件，過程復雜的零件相對繁瑣，首先應該繪制二維輪廓元素，然后通過旋轉或拉伸得到三個基本的實體逐漸完成了三維實體建模，最后三維空間使用裝配所有零件的坐標。
（2）繪制二維，三維幾何形狀
在機械設計過程中處理數據和圖形元素。但繪圖工作量的工作比數據要大得多。隨著CAD技術的進步和提高，軟件的圖形處理能力變得更加強大，機械制圖壓力顯著下降，提高了機械制圖的質量。CAD技術在機械設計中的應用是一個尖端技術和質量保證，是一個功能強大的機械工程設計，計算機軟件的更新換代將機械設計現代化發展愈加精確和精細，在機械設計中發揮不可忽視的重要作用。
三、CAD技術在機械工程設計中的應用
作為現代機械工程設計最主要也最重要的設計手段，CAD技術的應用主要體現在計算機輔助繪圖、計算機輔助建模、工程分析以及結構優化等方面。
1、計算機輔助繪圖
計算機輔助繪圖是CAD技術在機械工程設計中最早的應用，也是最基本的功能。傳統的手工繪圖工作量大，且圖紙的質量受到諸多外界因素的影響，其準確性和美觀性都難以得到保證。而利用CAD軟件中自帶的豐富的圖形庫和繪圖命令，可以輕易畫出高質量的工程圖。且打印出來的圖紙整潔清晰，易于保存。計算機輔助繪圖使得廣大繪圖人員可以不再需要長時間伏案繪圖，減輕了繪圖工作的勞動強度。同時，充分利用CAD軟件中的圖形庫和功能完備的繪圖命令，可以大大提高工程圖繪制的效率。
2、計算機輔助建模
計算機輔助建模是現代CAD技術的重要內容，也是現代機械工程設計的核心部分。利用三維CAD軟件的建模模塊，設計人員可以建立所要設計產品的立體模型，甚至其相關尺寸都是真實的，只不過在計算機中以一定的比例顯示而已。三維建模是機械工程設計人員進行產品開發和設計的有力武器。利用三維CAD技術，采用特征造型和參數設計的手段，設計人員能夠在計算機的虛擬環境中進行產品模型的直觀設計。尤其是在產品的裝配階段，三維造型的優勢顯得尤為突出。在傳統設計階段，設計人員只能充分發揮自己的空間想象能力在腦海中構建自己設計的模型。這樣的設計出現差錯和失誤是在所難免的，而這些錯誤又往往難以提前發現。可能直到產品的裝配階段，人們才會發現原始設計中的遺漏和隱患，從而嚴重影響了產品的設計質量和設計效率。這些問題在CAD技術中的三維建模功能面前迎刃而解。設計人員只需將建立的產品模型裝配在一起，就可以發現其結構或者功能上的不合理之處，并及時進行修正，既提高了設計效率，又保證了設計的可行性。
3、工程分析和結構優化
產品的力學性能分析和結構優化是進行優化設計必不可少的內容。而有限元分析和動力學分析等現代設計方法的發展，促使CAD技術在工程分析和結構優化功能上進行拓展。目前眾多的CAD軟件已經提供了與ansys等有限元分析軟件的接口。用戶可以直接將利用三維CAD技術建立的產品模型導入到有限元分析軟件中，在給定的負載下對產品模型進行工程分析。然后以工程分析的結果為基礎，優化產品的結構。這種分析和優化的設計方法在復雜結構產品的優化設計過程中體現出巨大的優勢。
結束語
CAD技術給機械工程設計領域帶來了一次技術上的革命，設計周期的不斷縮短以及設計創意的井噴式爆發，推動機械工業進入到一個新的發展紀元。隨著計算機技術的不斷發展，CAD技術也將更加完善，其在機械工程設計中的應用也必然更加廣泛。目前我國的CAD技術發展和應用水平雖然取得了不小的進步，但與國際先進水平相比仍有一定的距離。這就需要我們加大對于CAD技術的研究和開發力度，為我國的工業化進程奠定堅實的技術基礎。
參考文獻
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關鍵字：CDIO；機械工程；控制理論
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）14-0120-02
一、引言
《機械工程控制基礎》目的在于使學生能以動力學的觀點去看待一個機械工程系統，而不是靜態觀點；從整體的而不是分離的角度，通過系統中信息之間的傳遞、轉換和反饋等角度來分析、反映系統的動態行為；能結合工程實際情況，進行分析、研究其中的題，再應用經典控制論中的基本概念和基本方法去解決問題。在教學過程，采用CDIO工程教育模式。CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），它以產品研發到運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程的理論、技術和經驗等[1-4]。同時，也對《機械工程控制基礎》這門課程的深入的學習進行不斷的嘗試、反思、總結，進一步促進教學成長，提高教學效果。
二、CDIO教學案例描述與分析
運用CDIO思想，對日常生活中使用家用電器等進行啟發式教育。比如日常家電電冰箱，啟動學生思維想象，如何使電冰箱進行工作，如何構思它的這個結構，如何設計好各個部件，如何使各部件協調實現及運作等[5-7]。我們來分析一臺電冰箱的結構和制冷原理。
1.構思。這臺冰箱它要完成什么功能，進而可以設計出其結構組成，比如該臺冰箱要有冷卻等功能，因此它可以由冷卻器、壓縮機、散熱器，并且它們之間要用一根裝有一種沸點很低的制冷劑管道相連。為了能使制冷劑不斷地在管道里循環，壓縮機要安裝在管道的底部。此時，當制冷劑流動到狹窄的毛細管時，這時散熱器就要開始對外放出熱量，由于制冷劑在細管里受到強大壓力，由氣態變成液態。當制冷劑通過由較粗的管道組成的冷卻器時，制冷劑由液態立即變為氣態，由于壓力突然降低，從而吸收電冰箱內的熱量，這樣便使使箱內的溫度降低，達到制冷的效果。
2.設計。通過構思出冰箱整體結構，那么就可以根據整個冰箱組成特點進行設計（如圖1所示家用電冰箱）。
3.實現。通過電冰箱的結構和制冷原理分析，運用控制理論分析和給出控制系統結構框圖，再進行分析各個模塊意涵。
該系統結構由輸入、輸出模塊，控制處理模塊、檢測與反饋模塊、以及工作電路所組成。各模塊之間相互聯系與合作，通過各自功能不同，完成不同任務，并將結果傳遞給下一個模塊。最終達到冷卻的控制效果。
4.運作。電冰箱工作原理如下，（1）當接通電源后，控制電路發出指令執行接通壓縮機工作電路，隨著制冷劑不斷地在管道中循環，電冰箱內熱量被吸收，使電冰箱內的溫度下降。同時，箱內溫度不斷地被冷藏室內的溫度傳感器檢測，控制（處理）部分接收到溫度變化反饋的電信號，然后對預置的溫度和反饋的溫度進行比較、分析、處理。當電冰箱內的溫度達到設定的溫度時，電磁繼電器會接收到控制部分發出指令，繼電器便立即切斷壓縮機工作電路，制冷工作停止。（2）當電冰箱內溫度回升并超過設定溫度時，控制部分又發出指令，使電磁繼電器接通壓縮機工作電路，壓縮機重新工作并進行制冷。
三、CDIO教學方法反思
對于教師來講，在教學過程中不能只傳授書上的理論知識就行了。必須隨時留意日常生活遇到的問題，通過引導與啟發，讓學生講理論知識與日常生活遇到問題相結合，利用理論知識分析與解決問題。做到實踐與理論相互補充，相互作用，這樣能加強學生的學習積極性，也能通過了解實踐的應用而且更加深刻領會課本的知識。
《機械工程控制基礎》本身也是一門與實踐緊密結合課程。必須能讓學生參與到實踐應用中，通過觀察周邊事物的工作本質，結合控制理論分析，分析模型，建立控制模型輸入、輸出等信息。作為學習者，應該不斷進行探索控制系統的應用。從不同角度分析和應用控制理論的本質內容。
通過，家庭常用電器電冰箱工作原理，建立控制模型。把各個部分的參數設定好，并闡述電冰箱如何控制好的貯藏食物過程，加深對控制理論的學習和印象。
四、結論
采用CDIO工程教育模式對教學方法改革探討，對《機械工程控制基礎》課程進行初步的實現，通過學生的反應及信息回饋，能很好對提高學習的學習興趣，也能培養學生有獨立思考的能力。同時，也對《機械工程控制基礎》這門課程的深入的學習進行不斷的嘗試、反思、總結，進一步促進教學成長，提高教學效果。
參考文獻：
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關鍵詞：機械工程學科 研究生 專業課程 教學效果
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）08（a）-0051-01
研究生教育對創建特色鮮明的高水平研究型大學具有舉足輕重的作用，科學、合理的教學方法能夠優化研究生的知識結構、提高培養質量。機械工程學科研究生專業課程往往具有很強的綜合性，課程內容比較龐雜，在有限學時（一般為36學時）內完成規定的教學內容存在一定的難度。為了提高教學效果和研究生培養質量，需要對教學方法進行探討和改進。
1 教學內容的規劃與設計
研究生專業課程教學的目標是以培養質量為基礎，以能力為中心構建教學方法，拓寬專業知識，注重實踐，提高綜合素質。與之相對應，教學內容的規劃、設計應與先進教學理念和現代教育思想同步發展，理論內容體現經典與現代的緊密結合，具有基礎性、研究性、前沿性；實驗內容體現綜合性、技術性和探索性的有機結合，能夠促進實踐能力和創新能力的培養。
在機械工程學科的研究生專業課程中，麻省理工大學、加州伯克利大學等國外知名大學偏重于機理分析和系統研究，以啟發研究生的整體和創新意識，并且對實踐性環節要求較多。我國的研究生培養最缺少的不是知識，而是創新的意識和能力，因此，教學內容必須具有前瞻性，反映當前機械工程學科的最新科技成果和學術思想，將最先進的研究成果充實到課程內容中，將先進的教育思想融入到課程體系中。
合理定位所授課程在整個課程體系中的作用，引導研究生關注不同課程之間的交叉和延伸。將課程內容整合為知識模塊，各模塊內的教學內容具有選擇性和層次感，加強教學內容的針對性，使知識結構更為連貫。
教學內容的設計需要與教學方式相匹配，原理性強的內容在課堂上講透，實踐性強的內容結合實驗課程進行學習。對于成熟的工藝、方法在課堂上消化，對那些從未接觸過、又沒有實物作參照的新機構、工藝需要借助于動畫或仿真圖形進行講解。
2 教學方法的探討和改進
教學方法需要圍繞教學內容的針對性、實用性進行改進和完善，以現代教育思想為先導，探索教學質量與研究生綜合素質提高相結合的培養途徑，構建課堂教學為基礎、實踐環節為支撐、創新訓練為依托的教學模式。
2.1 采用靈活多樣的教學方法
靈活生動的教學方式能夠使研究生直接感受、領悟學習的知識點，形成觀念上的認同，提高教學效果。形象化的多媒體教學有利于調動研究生的積極性和學習情緒，利用仿真軟件、視頻圖像顯示直觀的特點，根據教學內容和目標精心選擇、組織，實現教學方式的多樣化與合理化。
采用情境追溯、問題探究、案例分析等研究型教學方法，鍛煉研究生發現問題、分析問題、解決問題的能力。培養研究生的創新精神與工程意識，建立完善的支持系統和豐富的素材庫、案例庫。實現基于網絡的互動教學，為研究生提供電子教案、試題庫等豐富的教學資源，方便他們的自主學習。
2.2 對教學效果進行總結和評價
根據研究生對課程學習的反饋信息進行總結、評價，改善教學效果。注重課堂反映，根據研究生對學習內容的理解程度，靈活調整教學節奏；通過換位思考，分析可能存在的困惑點，對普遍性問題作出及時回應；對重點、難點和基本概念等教學內容進行適時總結，分析所學知識點在整門課程中所處的地位和作用，加強研究生對教學內容的深入理解。
2.3 開設研究生討論課
研究生對所學知識有一個反思和再提高的過程，如果總是由教師灌輸知識，而沒有自己的思考和見解，或偶有見解卻無機會發表，這不利于研究生的培養。因此，在專業課程教學中抽出一定學時開設討論課，研究生基于認真思考、充分論證后得到的感受，大膽發表自己的見解與觀點，不僅能夠強化他們對所學知識的理解程度，而且有利于培養閱讀和消化科技文獻、獨立思考問題、優化知識結構和口頭表達、交流能力。
2.4 注重實踐環節
實踐訓練能夠激發研究生的成就感，通過對實驗內容進行精心設計，增加設計型與綜合型實驗的比重，逐步培養研究生的工程意識和理論聯系實際的能力。在實驗方法上采用虛實結合的方針，建立、完善包括實驗系列教程、實驗視頻課件、虛擬實驗系統、實驗室網站等構成的立體化實驗指導體系。
2.5 培養信息獲取與處理能力
現代社會中信息的采集、分析、綜合、歸納、評價越來越重要，科研人員用于查找和閱讀資料的時間占研究總時間的50.9%。從提高創新意識和綜合素質的角度出發，培養研究生使用現代信息技術的能力，使他們能夠熟練查閱本學科及相關領域的中、外文文獻，有能力獲得在任一方向開展研究所需要的背景知識，具備對已經產生的知識進行利用和擴充的能力。
3 主講教師的作用和要求
機械工程學科研究生專業課程主講教師需要具有扎實的基礎理論、復合型知識結構和一流的學術思想，以及較強的科研和工程實踐能力，能夠充分把握學術前沿，不斷提升教學理念。
教和學是雙向信息傳導的過程，通過充分發揮主講教師的引導和啟發作用，實現互動式教學，活躍課堂氣氛，達到易教易學的目的。教師在授課過程中應充滿激情，思維清晰、重點突出，及時了解研究生的課堂反應，把素質教育、創新思想貫穿于教學全過程。
教師在教學內容的設計上要有引入和過渡階段，使研究生在心理上有所準備，不會感覺知識點出現得太突然。對問題的引入要有層次性，入口寬、開放性強、解決方案多，鼓勵研究生進行多端思維，不受傳統觀念和他人見解的局限，敢于闡述不同觀點。針對研究生的興趣和課程特點，開展形式多樣的教學，如情景式教學、研究型教學。
教師還應該將科研經歷加入到專業課程的教學中，鼓勵研究生在學科前沿進行學習。在一定條件下將科研資源向研究生開放，開設科研體驗課，讓他們親歷科研過程，體驗科研思想，提升創新能力。
參考文獻
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關鍵詞：機械工程測試技術；教學質量；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）38-0084-02
“機械工程測試技術基礎”課程是機械類本科專業的一門專業基礎課，課程涉及力學、電子學、材料學、機械工程和計算機科學等多學科知識，具有廣博的理論性和豐富的實踐性[1]。在機械類本科課程體系中起到承上啟下的作用，對于培養學生的理論學習能力、實際動手能力、知識運用能力以及創新能力具有重要作用[2]。課程內容抽象繁多，實踐環節要求高，內容多而學時少，故出現了“教師難教，學生難學”的問題。為了適應教學改革需要，提高課程教學質量，探討該課程的教學方法等十分必要[3]。因此，為了提高該門課程的教學質量，從教學方法、教學內容、實驗教學、評價體系等方面做了有益的探討，提出了教學改革措施，以期提高課堂教學質量，滿足人才培養需要。
一、教學方法改革
1.啟發式教學，加強師生溝通。在教學中必須充分調動學生的積極性，激發其學習熱情，才會主動積極地去學習[4]。因此，采用啟發式的教學模式，通過提問與討論來加強師生溝通，激發學習興趣。例如，講授電容傳感器時，先回顧電容構造及計算公式，然后提問：影響電容的因素有哪些？被測物理量如何作用在這些因素上使電容改變？在明確電容的三個影響因素后，即極板正對面積、極板間的介電常數、極板間距，學生自然明白被測物理量可通過改變這三個因素使得電容改變。進一步提問：在工業現場可用其測哪些量？學生立刻會想到距離。繼續引導：距離如何作用在影響因素上使得電容改變？學生自然會想到通過改變極板間距。此時，進一步引導距離與哪些物理量有關，進而啟發學生思考，電容傳感器還能測其他什么量。通過這樣逐步引導，學生會明白其還可測厚度、應變、聲壓、液位高度等，以及測速度、加速度、角位移、交加速度等。在此教學過程中，學生能深刻理解所學理論知識，且會覺得很有成就感。
2.工程案例教學，培養工程意識和能力。案例教學已成為教學方法改革的重要內容之一，將其引入到課程教學中，能夠讓學生正確建立起工程測試與應用的整體概念，引導學生應用所學知識解決工程實際問題，從而培養工程意識和工程能力。因此，教師需要提煉出典型的工程教學案例。在案例篩選與提煉上，應緊扣課程教學大綱，可從幾個方面來篩選：（1）從科研項目中提煉；（2）從企業生產和研發中收集；（3）從指導學生科研項目中篩選。例如，以筆者指導學生的國家創新訓練項目“基于LabVIEW的電機轉速遠程測控系統研制”為工程案例。可系統介紹轉速傳感器的基本原理及應用場合，同時講解如何進行數據采集及基于LabVIEW的系統設計。讓學生總結出可用于轉速測量的傳感器，并思考如何用于轉速測量，適用于什么工作場合等。同時比較分析，各有什么優缺點，工作原理有何區別，通過讓學生不斷思考來培養其工程思維能力。
3.根據課程內容協調多種教學手段。內容既有理論知識又有實際測試，為保證教學效果，要協調好多媒體教學與板書教學的關系，對于不同的章節應采取不同的授課方式[4]。理論性較強的內容，宜采用板書為主的教學手段，比如頻譜分析等。應用性較強的內容，比如傳感器，宜采用多媒體為主的教學手段，配合圖片、視頻、動畫演示等手段輔助教學。既可減少課時，又能增加信息量，還便于理解和記憶。此外，利用虛擬信號分析系統進行仿真演示，如信號產生與合成、波形特征、頻譜分析、濾波、相關分析等，加深對知識的理解。
4.建立課程教學網站，搭建在線交流平臺。建立課程教學網站，將多媒體課件、虛擬信號分析系統、微課視頻等各類教學資源及時上傳，利于學生復習和自學。同時，搭建一個問答反饋與在線交流平臺，方便學生與老師之間交流。學生遇到問題時能及時答疑，使師生間的溝通不再受時間與地點限制，利于學生更好地掌握此門課程。
二、教學內容改革
1.建立“工程案例、虛擬儀器和實驗教學為主線”教學模式。在教學方法上，建立“工程案例、虛擬儀器和實驗為主線”的教學模式；在教學內容上，篩選與提煉出緊扣教學大綱的工程案例來開闊學生學術眼界，促使被動學習變為主動學習；在教學手段上，則用多媒體動畫結合虛擬系統進行仿真演示，將抽象的理論形象化，給枯燥的內容以活力。把學生應用能力、實踐能力、創新能力的培養融合到教學中。
2.跟蹤技術發展進行教材建設。目前，大多教材更新速度緩慢，與技術發展現狀嚴重脫節，教學內容遠遠落后于社會生產的需求[4]。因此，在教材內容安排上，根據教學大綱，重組教材內容，打破現有教材按章節劃分的結構，將內容進行重新組合和調整。在內容設置上，重視基礎素質與實踐能力培養，突出實訓實踐環節，引入工程案例，增加實用性。
3.合理組織教學內容。課程內容繁多，必須根據教學內容之間的聯系合理組織教學內容。精簡課程內容，有的放矢，掌握概念，注重應用，降低理論學習難度，減少公式推導，突出測試理論與技術的應用[4]。補充新的知識，不講或簡單提及其他課程已重點講述內容，如傳遞函數等。在完成教學目標前提下，盡可能降低學習難度，激發學習興趣。
三、實驗教學改革
1.精心設計實驗內容，注重能力培養。精心設計實驗內容，分為3個層次，即：基本實驗、綜合實驗、創新實驗。其中，基本實驗注重培養對基本概念與知識的理解，培養測試基本技能；綜合實驗注重培養綜合運用測試技術分析與解決問題能力；創新實驗注重培養開展測試技術方面研發與應用[5]。基礎實驗包括：信號分析與處理、測量裝置基本特性仿真、常用傳感器及性能標定、動態信號調理、虛擬儀器實驗等；綜合實驗包括：機械設備等對象的振動、噪聲、速度、位移、加速度、力等常見物理量的綜合測試與分析；創新實驗主要是結合科研項目或工程問題開展，針對機械設備等對象開展研究性、創新性的開發工作，包括動態性能測試與分析、新的測試技術和方法應用、測試實驗裝置研制、虛擬儀器系統開發等。
2.建立學生為主的應用型實驗模式。由于受傳統實驗教學模式及實驗條件等影響，目前，很多高校的實驗教學中仍是以教師為主、學生為輔的模式。學生按部就班地做實驗，最后卻不清楚基本原理，而且不知道為什么要這么做。因此，必須建立以學生為主的應用型實驗模式。在實驗前一周下達實驗任務書，明確給出實驗目的和要求、可提供的實驗設備等。學生則根據任務書完成實驗原理、實驗步驟、實驗設計、儀器連線等工作。實驗由學生獨立完成，教師只需強調注意事項并適時加以指導。這種實驗模式下，學生是主體，教師只起到引導作用，能夠充分發揮學生主觀能動性，利于培養學生能力。
3.建立科研興趣小組提高實踐動手能力。除課堂與實驗之外，建立科研項目學習興趣小組。根據科研項目（如國家級創新訓練項目，浙江省新苗人才計劃）來設置難度相對較大的題目，讓各興趣小組積極參與。由于科研項目需要解決實際問題，因此任務本身就具有挑戰性，這就要求學生必須親自探索、研究，依靠所學知識去分析和解決問題，更加容易激發學生的興趣和內在學習動機。在做課題的過程中，加深了學生對測試理論與技術的領悟，培養了濃厚的學習興趣，養成了良好的項目習慣。因此，興趣小組的建立與科研項目的實施，對于學生了解和體驗科學研究的過程與方法，明白測試理論與技術和實際工程應用之間的關系非常有幫助，可切實提高學生的應用能力、動手能力和創新能力。
四、改革課程考核體系
建立新的課程考核與評價體系，采用多種學業評價內容來構成課程成績。內容包括：課堂考勤、平時作業、課堂討論、課程實踐（大作業、實驗和論文）、期末試卷等。其中，期末成績占50%，平時成績占50%（課堂考勤10%、平時作業10%、課堂討論表現10%、實驗報告20%）。通過改革，使平時表現、課程實踐（實驗實踐）、期末考試三者進行了有機結合，摒棄了以往考核體系只重視期末成績而忽視課程學習過程的傳統模式，優化了課程評價體系。
五、結語
為提高課程教學質量，從教學方法、教學內容、實驗教學和考核體系等方面做了有益探討。教學實踐表明，合理設置和組織教學內容，改革教學模式和方法，精心設計實驗教學內容，建立新的評價與考核體系，可以切實提升課程教學質量，有助于培養學生運用測試理論與技能來分析與解決問題的能力，并且培養創新意識和能力，達到培養創新型高素質應用人才的目的。
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論文摘要：《機械設計基礎》是機械類專業的一門重要技術基礎課，具有較強的實踐性，其內容廣，難度大，涉及很多抽象的理論知識，教學內容比較枯燥，學生在學習的時候缺乏耐心和興趣，教學效果不理想。本文主要對這些問題進行分析解讀，并提出了一些自己的見解，期望為培養學生的知識應用能力、創新能力和綜合素質能力提供一些幫助。
[中圖分類號]：TH11 [文獻標識碼]：A [文章編號]：1002-2139(2011)-17-0000-01
機械設計基礎課程是一門用以培養學生機械設計能力的技術基礎課，主要內容包括機械傳動知識、常用機構、軸系零件等，本課旨在培養學生綜合運用先修課程中所學知識和技能，解決機械工程實際問題的能力，結合各種實踐教學環節，進行機械工程技術人員所需的基本訓練，為學生進一步學習有關專業課程和日后從事機械設計工作打下基礎，因此在近機械類專業的教學計劃中占有重要地位和作用，是高等工科院校中近機械類專業一門主干課程，在人才培養的教學計劃中占有重要的地位。作為基礎理論課程，其概念較繁雜，同時也具有很強的實踐性和應用性，所以教學過程中必須將理論和實踐緊密結合起來，注重對學生解決實際問題能力的培養。然而當前教學中確存在著一定的問題，影響了教學效果。
1.機械設計基礎教學重點
機械原理教學重點要求學生掌握運動副的分類和表示方法，機構自由度的計算、機構運動簡圖的繪制、鉸鏈四桿機構的基本形式及其演化、圖解法繪制盤狀凸輪機構、齒廓嚙合基本定律、設計漸開線齒輪傳動的基本尺寸以及輪系傳動比的計算等。本部分的基本概念和基本理論比較抽象，如機構自由度計算中虛約束的判斷、平面連桿機構曲柄存在條件的判定、滾子半徑和基圓半徑對凸輪輪廓的影響、漸開線性質等。這些內容學生在學習時既看不到，又摸不著，使教學中存在著很大的難度。實驗教學也是機械設計基礎課程的一個重要的實踐性環節，是培養學生動手能力和工程意識、檢驗知識的重要手段。實驗內容主要有：常用機構、機構運動簡圖繪制、齒輪范成實驗、機械零件現場教學、齒輪減速器拆裝等。機械設計基礎實驗多以驗證性的實驗為主，學生只需按照實驗指導書所列步驟進行，缺乏主動參與意識，這樣不利于學生自主學習能力的培養。
2.機械設計基礎教學中存在的問題
隨著教學改革的深入和課程體系的調整，《機械設計基礎》課程的知識不斷更新，學時逐漸縮短。但隨著科學技術的進步和機械學科的發展，本課程需要向學生講授的內容越來越多。由于該課程涉及知識點多、難度大，并具有一定的實踐性，致使學生對各章節之間的教學聯系缺乏清晰的認識，學習效果差。而教學中，有些教師只滿足于給學生講道理，以為道理講清了，任務就完成了。這樣的教學過程完成后，學生僅僅簡單地記住了一些名詞術語或要點，對知識點的理解和運用仍然沒有質的提高。顯然，傳統的教學方法存在著理論與實踐相分離的現象，不能很好地解決該課程的重點、難點。為培養高素質技能型人才，滿足社會不斷發展的要求，對教學方法的改進迫在眉睫。
3.機械設計基礎教學方法改進措施
3.1改革課程設計的教學模式
傳統的課程設計教學模式是集中用兩周的時間要求學生就某一課題進行設計，完成機械系統總體方案設計、機構運動設計、通用零部件工作能力設計和結構設計等內容，設計性內容和計算量比重較大，時間緊、任務重。因此，在教學中，可以將課程設計的內容分解在理論教學的各個章節中，讓學生帶著任務去學習，而到最后課程設計就比較簡單了，提高理論學習的積極性，綜合應用能力也得到了提高機械設計基礎不僅要培養學生掌握機械技術的基本知識、基本理論和基本技能，更要培養學生的設計創新能力和解決實際問題的能力。課堂教學要并注意培養目標與教學目標相適應，以更符合高等職業教育人才培養目標的要求。
3.2分利用多種教學手段
要充分利用有利于改善教學效果的多種教學手段。在教學實踐中，充分利用實物、模型，增強學生的感性認識；通過多媒體課件教學使學生對各種機構的工作原理及在各種機械中的實際應用有深入的了解，提高學生的工程意識，激發學生的學習興趣。可以引入CAI教學課件展示各類機構的運動過程，呈現不易觀察的零件內部結構與動態特征，演示實際加工機床的運動與加工過程等，使學生的視覺活動和聽覺活動有機結合，變枯燥的結構內容為形象生動的內容，增強學生的感性認識，啟發和引導學生積極思維，增強教學效果。使用掛圖、投影儀等則可省去部分在黑板上畫圖的時間。
3.3加強實驗教學
要有效利用實驗教學，由任課老師在課堂上做演示實驗，以配合課堂教學。比如在講解四連桿機構時，運用模型做課堂演示，讓學生一邊觀察一邊聽講，能使學生很快弄清曲柄、搖桿等構件之間的實際運動情況，理解了死點、急回特性等重點知識。另外，帶學生在實驗室進行實驗，是很好的教學方式。它可以使學生對機械的運動情況觀察得更仔細、更充分，同時還可以培養他們的實際動手能力，為此，要盡可能讓每個學生都有機會親手參加實際操作。為積極創造條件做好實驗，任課教師應與試驗人員密切配合，根據實驗指導書的要求認真做好準備、講解、指導及批改實驗報告等工作，提高實驗的質量和效率。
3.4加強實習教學
實習教學是培養學生動手能力的主要手段。《機械設計基礎》課程可以結合專業實習來進行。具體來說就是在專業實習前，任課教師根據教學內容擬出實習思考題，讓學生帶著機械設計基礎問題去實習，啟發學生自己動腦去發掘尚未掌握的知識，尋找尚未知曉的事物。例如，在齒輪傳動機構拆裝實習時，可通過對傳動齒輪的裝拆和齒輪側隙的測量進一步理解中心距可分性原理，再通過講解，啟發學生自己開動腦筋充分分析，熱烈討論，去理解該原理的現實意義，即生產實際中齒輪的裝配雖不按標準中心距安裝，但仍然可使傳動平穩的道理。因此，《機械設計基礎》任課教師應充分利用好專業實習時，認真加以引導，提高學生的積極性和思維能力。
《機械設計基礎》教學應與生產實踐、技術推廣、社會服務緊密結合，更好地面向社會、面向市場，適應企業需求和崗位需要，與生產實踐緊密結合。《機械設計基礎》課程教學方法還需要教師在教學實踐中不斷地創新、總結和完善，才能更好地進行教學。
參考文獻：
[1]徐錦康，周國民，劉極峰.機械設計[M].機械工業出版社，2000.